穩(wěn)定塘中富含各種細菌、真菌、微型動物、水生植物和其他類型的微生物,它們主要在以下6個方面對污水產(chǎn)生凈化作用。
(1)塘水的稀釋作用:稀釋作用是一種物理過程,它并沒有改變污染物的性質(zhì),但卻未進一步的凈化作用條件。污水進入穩(wěn)定塘后,在風力、水流以及污染物的擴散作用下與塘內(nèi)已有的塘水進行一定程度的混合,使進水得到稀釋,降低了其中各項污染指標的濃度。
(2)沉淀和絮凝作用:污水進入穩(wěn)定塘后,由于流速降低,其所夾帶的懸浮物質(zhì)在重力作用下沉于塘底。污水的SS、COD等各種指標得到進一步的降低。此外,穩(wěn)定塘的塘水中含有大量的具有絮凝作用的生物分泌物,在它們的作用下,污水的細小懸浮顆粒產(chǎn)生了絮凝作用,沉于塘底成為沉積層。
(3)好氧生物的代謝作用:在好氧條件下,絕大部分的有機污染物在異養(yǎng)型好氧菌和兼性菌的代謝作用下得以去除。BOD可以去除90%以上,COD去除率也可達80%。
(4)厭氧生物的代謝作用:在厭氧環(huán)境中,厭氧生物對有機物污染物的降解作用一般能夠經(jīng)歷厭氧發(fā)酵的全過程。
(5)浮游生物的作用:在穩(wěn)定塘中存活著許多種浮游生物。藻類的主要功能是供氧,同時起到去除池塘水中的某些污染物,如氮、磷的作用。原生動物、后生動物及枝角類浮游動物,能夠產(chǎn)生起生物絮凝作用的粘液,并吞食游離細菌和細小懸浮狀污染物和污泥顆粒,使塘水進一步澄清。
(6)水生維管束植物的作用:①水生植物通過吸收氮、磷等營養(yǎng)元素,使穩(wěn)定塘去除氮、磷的功能提高。
它們的根部具有富集重金屬的功能,可提高重金屬的去除率。
水生植物還能為塘水提供溶解氧。
穩(wěn)定塘的類型
好氧穩(wěn)定塘:好氧穩(wěn)定塘深度較淺,一般不超過0.5m,陽光能直接投入塘底,藻類生長茂盛,光合作用強,全部塘水呈好氧狀態(tài),由好氧微生物降解有機污染物及凈化污水。BOD的去除率高,停留時間為2到6天時,可達到80%以上。
好氧塘的作用機理
好氧塘中的一個主要特征是好氧微生物與植物性浮游生物——藻類共生。藻類利用太陽光進行光合作用,合成新的藻類,并在水中放出游離氧。好氧微生物利用這部分氧對有機物進行降解,而這一活動中產(chǎn)生的CO2又為藻類在光合作用中吸收利用。這樣在CO2和O2的授受過程中,有機污染物得到降解。好氧塘最大的問題是水中藻類含量高,其中水中藻類SS含量可高達每升幾百毫克。如對藻類處理不當將會造成二次污染。另外,好氧塘占地面積達,對細菌的去除效果較差。
厭氧穩(wěn)定塘:塘水深度一般在2m以上,有機負荷率高,整個塘水處于厭氧狀態(tài),在其中進行水解、產(chǎn)酸以及甲烷發(fā)酵等厭氧反應(yīng)。凈化速率低,污水停留時間長,一般作為高濃度有機廢水的首級處理工藝,之后還設(shè)有兼性塘、好氧塘,甚至深度處理塘。厭氧塘依靠厭氧菌的代謝功能使有機污染物得到降解。厭氧塘多以處理高濃度、水量不大的有機廢水。
兼性穩(wěn)定塘:塘水較淺,一般在1m以上。塘內(nèi)存在不同的區(qū)域,從塘面到一定深度,陽光能透入,藻類的光合作用旺盛,溶解氧充足,呈好氧狀態(tài);塘底為沉淀淤泥,處于厭氧狀態(tài),進行厭氧發(fā)酵;介于厭氧和好氧之間為兼性區(qū),存在大量的兼性微生物。兼性塘的污水凈化是由好氧、厭氧、兼性微生物協(xié)同完成的。它是城市污水處理最常用的一種穩(wěn)定塘。
曝氣穩(wěn)定塘:塘深2m以上,由表面曝氣器供氧,并對塘水進行攪動,在曝氣的條件下,藻類的生長和光合作用受到抑制。曝氣厭氧塘是經(jīng)過人工強化的穩(wěn)定塘,它采用人工曝氣裝置向塘內(nèi)污水充氧,曝氣裝置多為表面機械曝氣器。根據(jù)曝氣裝置的數(shù)量、安設(shè)密度、曝氣強度不同,曝氣塘分為好氧曝氣塘和兼性曝氣塘兩類。好氧曝氣塘的曝氣裝置功率較大,足以使塘水中的生物污泥全部處于懸浮狀態(tài),并向塘水提供足量的氧。兼性曝氣塘曝氣裝置僅能使部分團體物質(zhì)處于懸浮狀態(tài),存有一部分固體物質(zhì)沉積塘底進行厭氧分解。曝氣塘是介于延時曝氣活性污泥法與穩(wěn)定塘之間的工藝。其凈化功能、凈化效果以及工作效率方面都明顯高于一般類型的穩(wěn)定塘。污水在塘內(nèi)的停留時間短,曝氣塘所需的容積及占地面積均較小。但由于采用人工曝氣,耗能增加,運行費用也有所提高。
深度處理塘:通常作為塘系統(tǒng)的最后一級,接納兼性塘或曝氣塘出水,或設(shè)置在常規(guī)二級生物處理設(shè)施后,作為進一步凈化有機物、病原菌和去除部分氮、磷之用。深度處理塘在污水處理廠和受納水體間起緩沖作用。其處理對象為常規(guī)二級處理工工藝的處理出水,以及處理效果與二級處理技術(shù)相當?shù)姆€(wěn)定塘出水。其處理目的是使出水達到一定的標準,以滿足受納水體或回用時對水質(zhì)的要求。深度處理塘一般采用好氧塘的形式,也有采用曝氣塘形式的,用兼性塘的則較少。通過深度處理可使BOD、COD等指標進一步降低,進一步去除水中的細菌、藻類以及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)。
穩(wěn)定塘占地面積大的解決辦法
解決水力停留時間的問題是解決穩(wěn)定塘占地面積大這一問題的關(guān)鍵。污水在塘內(nèi)的水力停留時間t=E/K(100-E),其中E為污染物去除率,K為有機物的降解速率常數(shù)。所以,污水在穩(wěn)定塘內(nèi)的停留時間主要取決于污染物去除率和有機物的降解速率常數(shù)。因此,可采用人工曝氣裝置向塘內(nèi)污水供氧,攪動塘水,提高微生物降解速率,從而降低污水在曝氣塘內(nèi)的停留時間。另外,也可采用在穩(wěn)定池塘內(nèi)放置人工制造的附著生長介質(zhì)的辦法。該系統(tǒng)因置入介質(zhì),可以延長塘內(nèi)生物鏈結(jié)構(gòu),增加微生物數(shù)量,提高對有機污染物的分解速率,大大減少水力停留時間,從而減少占地。另外,它還有減少污泥生成,提高耐沖擊負荷的作用。
有害物質(zhì)在穩(wěn)定塘中的轉(zhuǎn)化
進入穩(wěn)定塘的有害物質(zhì)主要包括合成有機物和重金屬離子。它們在一定的環(huán)境條件下會發(fā)生轉(zhuǎn)化,被穩(wěn)定塘生態(tài)系統(tǒng)所降解或去除。在適宜的環(huán)境條件下,微生物對苯、酚、脂、有機染料等有害物質(zhì)具有一定的降解功能。且水生植物的根系適宜于微生物的附著與生長,能夠通過吸附作用去除一部分有害物質(zhì)。根系也具有吸收重金屬等有害物質(zhì)的能力,可使重金屬離子富集,降低水中的重金屬離子濃度。此外,重金屬離子還能與其他化合物形成螯合物而沉淀在塘底。但是,穩(wěn)定塘對于有害物質(zhì)的去除是有限制的,如果水中有害物質(zhì)的濃度過高,將危害水中生物的生理活動,甚至使穩(wěn)定塘的凈化功能遭到破壞。因此,對含有有害物質(zhì)和重金屬離子的廢水應(yīng)嚴格控制。
作者:中國污水處理工程網(wǎng) 來源:中國污水處理工程網(wǎng)